تشكل دوائر الجسر، وخاصة جسور ويتستون، العمود الفقري للعديد من تطبيقات المُحولات، مما يسمح لنا بقياس المتغيرات الفيزيائية مثل الضغط والإجهاد ودرجة الحرارة والإزاحة. تعتمد هذه الجسور على مبدأ موازنة المقاومات لإنتاج إشارة خرج تتناسب مع المتغير المقاس. ومع ذلك، فإن تحقيق قياسات دقيقة ومتسقة يتطلب معايرة دقيقة لدائرة الجسر. وتشمل هذه العملية ضبط الجسر للقضاء على أي انحرافات متأصلة وإقامة مراسلات مباشرة بين خرج الجسر والمتغير الفيزيائي المقاس.
غالبًا ما تُظهر دوائر الجسر بعض العيوب أو الانحرافات الخفيفة، مما يؤدي إلى قياسات غير دقيقة. يمكن أن تنشأ هذه الانحرافات من عوامل مثل:
لمواجهة هذه التحديات، فإن عملية المعايرة ضرورية. وتتضمن جانبين رئيسيين:
يسلط النص الذي قدمته الضوء على تقنيتين شائعتين تُستخدم لمعايرة دوائر الجسر:
1. القضاء على الانحراف:
2. ضبط المكسب:
ملخص:
تُعد معايرة الدوائر الجسرية أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق قياسات دقيقة في العديد من تطبيقات المُحولات. من خلال استخدام دوائر مساعدة وضبط دقيق للمكونات، يمكننا القضاء على الانحرافات وإقامة علاقة دقيقة بين خرج الجسر والمتغير الفيزيائي المقاس. تضمن هذه التقنيات قراءات موثوقة ودقيقة، مما يُمكّننا من تسخير قوة دوائر الجسر لمجموعة واسعة من المساعي العلمية والهندسية.
Instructions: Choose the best answer for each question.
1. What is the primary reason for calibrating bridge circuits?
a) To increase the sensitivity of the bridge. b) To reduce the cost of the bridge circuit. c) To ensure accurate and consistent measurements. d) To simplify the design of the bridge circuit.
c) To ensure accurate and consistent measurements.
2. Which of the following is NOT a factor that can lead to inaccuracies in bridge measurements?
a) Component tolerance b) Temperature fluctuations c) Non-linearity in transducers d) High input voltage
d) High input voltage
3. What is the purpose of "offset elimination" in bridge calibration?
a) To ensure the bridge output is zero when the measured variable is zero. b) To increase the sensitivity of the bridge. c) To reduce the effect of temperature fluctuations. d) To compensate for non-linearity in transducers.
a) To ensure the bridge output is zero when the measured variable is zero.
4. Which technique is used for offset elimination in bridge calibration?
a) Using a series auxiliary circuit with a variable resistor. b) Using a parallel auxiliary circuit with a potentiometer. c) Increasing the input voltage to the bridge. d) Using a digital signal processing unit.
b) Using a parallel auxiliary circuit with a potentiometer.
5. What is the main goal of "gain adjustment" in bridge calibration?
a) To compensate for non-linearity in transducers. b) To establish a specific relationship between the bridge output and the measured variable. c) To increase the power consumption of the bridge circuit. d) To reduce the effects of component tolerance.
b) To establish a specific relationship between the bridge output and the measured variable.
Scenario: You are tasked with calibrating a Wheatstone bridge used to measure strain in a structural component. The bridge has the following resistances:
You observe an offset voltage of 0.2 mV at zero strain. You also need to adjust the bridge to give a 10 mV output for a strain of 100 microstrain.
Task:
**1. Offset Elimination:** * **Connect a potentiometer:** Connect a potentiometer in parallel with the bridge power supply diagonal. The potentiometer tap should be linked to the same bridge node as one end of the detector (voltmeter). * **Adjust the potentiometer:** Slowly adjust the potentiometer tap until the detector reads zero volts when the strain is zero (no force applied to the structure). This will compensate for the inherent offset in the bridge. **2. Gain Adjustment:** * **Use a series resistor:** Connect a series resistor in series with the bridge power supply. * **Measure the initial output:** With the strain at 100 microstrain, measure the bridge output voltage. Let's say this output is 8 mV. * **Calculate the required gain:** You want a 10 mV output, so the gain needs to be adjusted by a factor of 10/8 = 1.25. * **Adjust the series resistor:** Adjust the value of the series resistor until the output voltage reaches 10 mV when the strain is 100 microstrain. The adjustment will increase the voltage applied to the bridge, effectively increasing the gain. **Important Note:** The specific values of the potentiometer and series resistor will depend on the bridge circuit configuration and the desired gain. You might need to experiment with different values to achieve the desired calibration.
Comments